断路器的各种技术性能

关于断路器的各种性能，在IEC62271-100.2001，〈〈高压开关设备和控制设备〉〉第100部分：高压交流断路器，以及我国国家标准GB1984-1989《交流高压断路器》中都规定了必备的各种性能。

一、额定电流

断路器正常使用环境条件规定为：周围空气温度不高于40℃，海拔不超过1000m。当使用在周围空气温度高于40℃（但不高于60℃时，在符合标准规定的最高允许温度下，允许降低负荷长期工作。标准上推荐周围空气温度每增高1K，减少电流的1.8%。当设备使用在海拔超过1000m（但不超过4000m）且最高周围空气温度为40℃时，规定的允许温升每超过100m（以1000m为起点）降低0.3%。现代高压SF6断路器，灭弧室中充有0.5MP a的SF6气体我国原机械部关于SF6断路器通用技术条件要求具有高度的密封性能允许年漏气率从下列数值中选取：每年1%和每年2%。

二、额定短时耐受电流

1、额定短时耐受电流又称额定热稳定电流，是在规定的短时间T内，断

路器闭合位置所能耐受的电流。流过这一电流期间，断路器的温度升

高应不超过规定的数值。我国标准规定的短时间为2S，但对于有些参

数等级的断路器标准上规定短时间为1S或3S。

2、额定峰值耐受电流

额定峰值耐受电流也即额定动稳定电流，是指断路器在闭合位置所能耐受的峰值电流，其值等于额定短路关合电流，是其额定短路开

断电流交流分量有效值的2.5倍。常用这一峰值电流I MC表示动稳定电

流。

3、额定电压及最高电压

额定电压是指断路器的标称电压，在规定的正常使用和性能条件下，能够连续运行的电压。断路器并能在系统最高工作电压下保持绝

缘；并能按规定的条件进行关合与开断。我国规定在220KV及以下电

压等级，系统额定电压的1.15倍即为最高电压;330KV及以上电压等级

是以额定电压的1.1倍作为最高工作电压。

4、额定绝缘水平及绝缘强度

5、额定开断电流

额定开断电流也即额定短路开断电流，是标志着高压断路器开断故障

能力的参数。这是指在规定的条件下，断路器能保证正常开断的最大

短路电流。断路器的额定短路开断电流一般比其所能开断的极限电流

值稍低，以资留有裕量。

6、瞬态恢复电压与工频恢复电压

瞬态恢复电压与工频恢复电压统称恢复电压。

电流过零时，假设断路器触头间弧隙电阻为无穷大，那麽瞬态恢复电压只决定于电路参数而与断路器无关。这种开断无直流分量的交流电流时的瞬态恢复电压为电网的固有瞬态恢复电压或预期瞬态恢复电压。在断路器标准中规定的瞬态恢复电压都是指电网固有瞬态恢复电压。我国标准上规定，出线端短路时的预期瞬态恢复电压，是断路器在出线端短路的条件下，所应能开断的回路的瞬态恢复电压极限值。

三相断路器开断时，电流首先过零的一相称为首开相，首开相所开断的电流是单相的，对于不同形式的短路，首开相开断过程中工频恢复时值是不同的。

首开相触头间的工频恢复电压与系统相电压幅值之比称为首开相系数。对于三相不接地的短路，首开相系数k T=1.5,对于中性点经阻抗接地系统三相短路, k T不大于1.3,对于两相异端短路k T=√3。

表1-1额定电压69KV及以下用两参数表示的预期瞬态恢复电压规定值

&.合闸能力及操作性能

一．额定短路关合电流及合闸能力

电力系统中的电力设备或输电线路在未投入运行前就已存在绝缘故障，甚至处于短路状态，这种故障称为预伏故障，断路器应具有足够的关合短路故障的能力。标志这一能力的参数是断路器的额定短路关合电流。

国家标准规定断路器的额定短路关合电流（峰值）为其额定短路开断电流交流分量有效值的2.5倍。也即额定短时峰值耐受电流；额定短路闭合电流在数值上等于动稳定电流，这样才能使断路器的闭合能力与开断能力相适应。

二．操作性能与动作时间

分闸时间——是指处于合闸位置的断路器，从分闸回路带电（即接到分闸指令）瞬间起到所有极的弧触头均分离瞬间为止的时间间隔。

燃弧时间——从首先分离极主回路触头刚脱离金属接触起，到各极中的电弧最终熄灭为止的时间间隔。

开断时间——从断路器接到分闸指令起到各极中的电弧最终熄灭瞬间为止的时间间隔，一般等于分闸时间与燃弧时间之和。

合闸时间——是指处于分位置的断路器，从合闸回路通电起到所有极触头都接触瞬间为止的时间间隔，也即指直到主弧触头都接触瞬间的时间。

关合时间——是指处于分位置的断路器，从合闸回路通电起到任意一极中首先通过电流瞬间为止的时间间隔。

合分闸时间（即金属短接时间）——是指在合操作中，从首合极中各触头都接触瞬间起到随后的分操作时在所有极中弧触头都分离瞬间为止的时间间隔。

关合开断时间——关合时，从某极首先通过电流瞬间起到随后的开断时

所有极的燃弧时间结束时为止的时间间隔。

分闸时延——断路器主回路开始通过故障电流到断路器接到分闸指令的时间间隔。

合闸不同期性——合时各极间或同一极各断口间的触头接触瞬间的最大时间差异。

分闸不同期性——分时各极间或同一极各断口间的触头接触瞬间的最大时间差异。

断路器的燃弧时差——断路器能有效熄弧的最长燃弧时间和最短燃弧时间之差。

预击穿时间——关合时，从任一极中首先通过电流瞬间起到所有极触头都接触瞬间为止的时间间隔。

三．操作循环

对于自动重合闸为:O→θ→CO→t`→CO

对于非自动重合闸为O→t`→CO→t`→CO

或者为CO→t a→CO

式中，O为开断动作，CO为紧接着合闸动作之后立即进行开断动作，θ、t`和t a为两次操作之间的间隔时间或称为重合闸时间，我国标准规定θ为

0.3S，t`为180S。

分-合时间（自动重合时）——重合操作时从所有极的弧触头都分离瞬间起到首合极各弧触头都重新接触瞬间为止的时间间隔。

无电流时间（自动重合时）——自动重合时，断路器分操作时，从所有极的电弧最终熄灭起到随后重新合时任意一极首先通过电流为止时的时间